CZ36434U1 - Domovní čistírna odpadních vod - Google Patents

Description

Domovní čistírna odpadních vod

Oblast techniky

Technické řešení se týká domovních čistíren odpadních vod na bázi aktivovaného kalu „ve vznosu“ a diskontinuálního principu čištění.

Dosavadní stav techniky

Při čištění odpadních vod systémem s aktivovaným kalem „ve vznosu“ se v praxi využívají především dva způsoby oddělení aktivovaného kalu od vyčištěné vody.

První způsob spočívá v kontinuálním průtoku čištěné vody aktivační nádrží, kdy směs aktivovaného kalu, společně s vyčištěnou vodou je přiváděna trvale do samostatné dosazovací nádrže, kde se kal, který je těžší než voda, usadí u jejího dna a je vracen do aktivační nádrže.

Vyčištěná voda odtéká z povrchu dosazovací nádrže do odtoku z čistírny. Druhý způsob, označovaný jako „SBR“ systém, s diskontinuálním průtokem aktivační nádrží, využívá přerušení aktivace k usazení kalu u dna aktivační nádrže a následně se čistá vody odčerpá z podpovrchové vrstvy v bioreaktoru do odtoku, a poté se aktivační nádrž opět naplní odpadními vodami pro další aktivaci.

Nevýhodou známých diskontinuálních systémů SBR je především způsob odčerpávání vyčištěné vody, při němž dochází ke snižování hladiny odčerpávané vody. Jsou známé různé konstrukce „dekantérů“, které se spouští do vody, nebo jsou udržovány na hladině plováky, případně jsou používána ponorná čerpadla na plovácích a jiná další řešení. Společný problém těchto dekantačních zařízení spočívá vtom, že do nich nesmí pronikat kal v době provzdušňování bioreaktoru, což vede ke konstrukční složitosti dekantérů a často i k problematické kvalitě vody na výstupu z čistírny. Další problém způsobuje postupné klesání dekantačního zařízení s klesající hladinou odčerpávané vyčištěné vody z podpovrchové vrstvy, která se tak přibližuje k oblasti znečištěné kalem. To rovněž vede, kjiž popsaným negativním důsledkům, týkajících se konstrukční složitosti dekantérů a kvality vyčištěné vody.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky odstraňuje domovní čistírna odpadních vod, tvořená akumulační nádrží s přítokem odpadních vod a bioreaktorem. Akumulační nádrž obsahuje měřící zařízení pro detekci hladiny plnění a hladiny vypouštění odpadních vod a čerpadlo odpadních vod. V bioreaktoru je uložen provzdušňovací systém a dále bezpečnostním přepad čisté vody spojený s odtokem vyčištěné vody. Podstatu technického řešení tvoří vyústění čerpadla odpadních vod do bezpečnostního přepadu vyčištěných vod, napojeného na spojovací potrubí, které pokračuje vertikální výstupní trubkou. Její výstup je umístěn u dna bioreaktoru. Odtok vyčištěné vody je opatřen čerpadlem čisté vody, přičemž hydraulické výkony čerpadla odpadních vod a čerpadla čisté vody jsou nastavena pro zajištění stabilní hladiny v bioreaktoru.

Řešení podle technického řešení kombinuje oba výše popsané způsoby kontinuálního a diskontinuálního čištění odpadních vod, V případě technického řešení se jedná o diskontinuální způsob při současném udržení stálé hladiny vody v bioreaktoru, tj. zabránění poklesu hladiny vody v bioreaktoru v době odčerpávání vyčištěných vod. Při stálé hladině, jak je tomu u kontinuálních systémů, se tak zároveň bioreaktor střídavě plní, provzdušňuje, sedimentuje a odčerpává vyčištěná voda, což je však znakem systémů diskontinuálních.

- 1 CZ 36434 UI

Výhodou řešení podle technického řešení je jednoduchost konstrukce bez pohyblivých součástí, a tím i zvýšení spolehlivosti čistírny. Další výhoda spočívá v tom, že práci čistírny je možno řídit, jak jedním plovákem v akumulační nádrži, tak i například sofistikovanou řídící jednotkou. Oproti známým SBR systémům je výhodné, že se bioreaktor provzdušňuje po celou dobu fáze plnění akumulace do maximální hloubky bioreaktoru, a tím dochází k lepšímu energetickému využití kyslíku z dodávaného vzduchu. Nejvýraznější výhodou, z které vycházejí i ostatní popsané výhody, je jednoduchá konstrukce dekantačního zařízení, tvořeného například vzduchovým čerpadlem a bezproblémové zajištění požadované kvality vody. Pro jednoduchost technického řešení je daná konstrukce velice vhodná pro rekonstrukci starých, případně i nových, problematicky pracujících, domovních čistíren. Pro svou konstrukční jednoduchost je vhodná především pro malé domovní čistírny.

Objasnění výkresů

Na obr. 1 je znázorněn půdorys domovní čistírny komunálních odpadních vod tvořené dvěma kruhovými nádržemi. Na obr. 2 je pak znázorněna čistírna pravoúhlého tvaru. Na obr. 3 je znázorněn řez A - A' čistírnou podle obr. 2 při fázi plnění bioreaktoru, na obr. 4 řez A - A' při fázi sedimentace a na obr. 5 řez A - A' pro fázi vypouštění.

Příklady uskutečnění technického řešení

Odpadní vody přitékají do přítokové akumulační nádrže 1 potrubím 2. Hladina odpadních vod v akumulační nádrži 1 stoupá z minimální hladiny 5 na maximální hladinu 6 a tyto hladiny jsou detekovány měřícím zařízením 4, tvořeným například plovákem, tlakovou sondou, ultrazvukem a dalšími jinými detekčními zařízeními. Bioreaktor 8 je naplněn na hladinu 18 a je provzdušňován aeračním systémem 14. V této fázi čištění je vhodné provzdušňovat i akumulační nádrž 1 aeračním systémem 22. Po dosažení maximální hladiny 6 se provzdušňování bioreaktoru 8 ukončí a nastává fáze sedimentace, kdy se kal v bioreaktoru 8 usazuje u dna a následně vytvoří vrstvu 12 kalu, která se oddělí od vrstvy 13 vyčištěné vody. Po době nezbytné pro sedimentaci, která je obvykle delší než 20 minut, nastává fáze vypouštění, kdy se uvede v činnost čerpadlo 3 odpadních vod, které přečerpává vodu z akumulační nádrže 1 do spojovacího potrubí 7. Následně prostřednictvím navazující vertikální trubky 9 přitékají odpadní vody ke dnu bioreaktoru 8 a hladina vody v akumulační nádrži 1 postupně klesá na minimální hladinu 5. Přečerpávané odpadní vody vytlačují již vyčištěnou vodu k čerpadlu 10 čisté vody a nahrazují tak již odčerpanou vyčištěnou vodu z bioreaktoru 8. Tím v něm udržují stabilní hladinu 18 pro čerpadlo 10 čisté vody po celou dobu odčerpávání. Vyčištěná voda je přečerpávána z podpovrchové vrstvy čerpadlem 10 čisté vody do odtoku 16. V případě většího přítoku z akumulační nádrže 1, dochází k odtoku vyčištěných vod i bezpečnostním přepadem 11, který je opatřen nomou stěnou 17. Ta brání úniku nečistot, plovoucích na hladině 18 vody v bioreaktoru 8 do již vyčištěných vod. Čerpadlo 10 čisté vody je zpravidla tvořeno vzduchovým čerpadlem, stejně jako čerpadlo 3 odpadních vod. Hladina 18 vody v bioreaktoru 8 se během fáze vypouštění udržuje na konstantní výšce, nebo mírně kolísá v úrovni bezpečnostního přepadu 11. Před ukončením fáze vypouštění a zahájením další fáze plnění je nezbytné, aby hladina 18 vody v bioreaktoru 8 byla snížena pod úroveň bezpečnostního přepadu 11.

Během fáze plnění je výhodné provzdušňovat akumulační nádrž ]_ provzdušňovacím zařízením 22. Po ukončení fáze sedimentace a před další fází plnění se bioreaktor 8 obvykle odkaluje odkalovacím čerpadlem 21 do samostatného kalojemu 23 nebo do akumulační nádrže 1.

Pokud se přítok 2 odpadních vod do akumulační nádrže 1 nachází na obdobné výšce, jako odtok

-2CZ 36434 UI z bioreaktoru 8, je výhodné bezpečnostní přepad 20 akumulační nádrže 1, s nomou stěnou 19. umístit tak, aby při zvýšeném přítoku odpadních vod do akumulační nádrže 1 během fáze sedimentace, došlo k odtoku vody z akumulační nádrže 1 bezpečnostním přepadem 20 ke dnu bioreaktoru 8 a následnému vytlačení vyčištěné vody bezpečnostním přepadem 11 do odtoku 16 čisté vody ještě před zahájením fáze vypouštění.

Claims (5)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Domovní čistírna odpadních vod, tvořená akumulační nádrží (1) s přítokem (2) odpadních vod a bioreaktorem (8), přičemž akumulační nádrž obsahuje měřící zařízení (4) pro detekci maximální hladiny (6) a minimální hladiny (5), čerpadlo (3) odpadních vod ústící do bioreaktoru (8) opatřeném aeračním systémem (14) a bezpečnostním přepadem (11) čisté vody, ústícím do odtoku (16) vyčištěné vody, vyznačující se tím, že čerpadlo (3) odpadních vod ústí do bezpečnostního přepadu (20) vyčištěných vod, napojeného na spojovací potrubí (7), které pokračuje vertikální trubkou (9), jejíž výstup je umístěn u dna bioreaktoru (8), zatímco odtok (16) vyčištěné vody je opatřen čerpadlem (10) čisté vody, přičemž hydraulické výkony čerpadla (3) odpadních vod a čerpadla (10) čisté vody jsou nastaveny pro zajištění stabilní hladiny (18) v bioreaktoru (8).
2. 2. Domovní čistírna odpadních vod podle nároku 1, vyznačující se tím, že akumulační nádrž (1) je opatřena aeračním systémem (22).
3. 3. Domovní čistírna odpadních vod podle nároku 1, vyznačující se tím, že součástí čistírny je kalojem (23).
4. 4. Domovní odpadních vod podle nároku 3, vyznačující se tím, že v bioreaktoru (8) je umístěno odkalovací čerpadlo (21) ústící do kalojemu (23).
5. 5. Domovní čistírna odpadních vod podle nároku 3, vyznačující se tím, že v bioreaktoru (8) je umístěno odkalovací čerpadlo (21) ústící do akumulační nádrže (1).